Tesztvezetési belső súrlódás II

A motor különböző alkatrészeinek kenési típusai és kenési módszerei

Kenéstípusok

A mozgó felületek kölcsönhatásai, beleértve a súrlódást, a kenést és a kopást is, a tribológia nevű tudomány eredményei, és amikor a belső égésű motorokhoz kapcsolódó súrlódási típusokról van szó, a tervezők többféle kenőanyagot határoznak meg. A folyamat legkeresettebb formája a hidrodinamikus kenés, amelynek tipikus helye a főtengely fő- és hajtórúd-csapágyai, amelyek sokkal nagyobb terhelésnek vannak kitéve. A csapágy és a V-tengely közötti miniatűr térben jelenik meg, és egy olajszivattyú viszi oda. A csapágy mozgó felülete ezután saját szivattyúként működik, amely tovább pumpálja és elosztja az olajat, és végül meglehetősen vastag filmet hoz létre az egész csapágytérben. Ezért a tervezők hüvelycsapágyakat használnak ezekhez a motoralkatrészekhez, mivel a golyóscsapágy minimális érintkezési területe rendkívül nagy terhelést jelent az olajrétegre. Sőt, ebben az olajfilmben a nyomás majdnem ötvenszer nagyobb lehet, mint maga a szivattyú által létrehozott nyomás! A gyakorlatban az ezekben a részekben lévő erők az olajrétegen keresztül terjednek. Természetesen a hidrodinamikus kenési állapot fenntartása érdekében szükséges, hogy a motor kenőrendszere mindig elegendő mennyiségű olajat juttasson.

Lehetséges, hogy egy bizonyos ponton, bizonyos részeken a nagy nyomás hatására a kenőfólia stabilabbá és szilárdabbá válik, mint az általa kenett fémrészek, sőt a fémfelületek deformációjához vezet. A fejlesztők ezt a típusú kenést elasztohidrodinamikának hívják, és ez megnyilvánulhat a fent említett golyóscsapágyakban, fogaskerekekben vagy szelepemelőkben. Abban az esetben, ha a mozgó alkatrészek egymáshoz viszonyított sebessége nagyon alacsony lesz, a terhelés jelentősen megnő, vagy nincs elegendő olajellátás, gyakran úgynevezett peremkenés történik. Ebben az esetben a kenés attól függ, hogy az olajmolekulák tapadnak-e a tartófelületekhez, így viszonylag vékony, de még mindig hozzáférhető olajfilm választja el őket. Sajnos ezekben az esetekben mindig fennáll annak a veszélye, hogy a vékony fóliát életlen szabálytalanságok "szúrják" át, ezért megfelelő kopásgátló adalékokat adnak az olajokhoz, amelyek hosszú ideig fedik a fémet, és közvetlen érintkezés útján megakadályozzák annak elpusztulását. A hidrosztatikus kenés vékony film formájában történik, amikor a terhelés hirtelen megváltoztatja az irányt, és a mozgó alkatrészek sebessége nagyon alacsony. Itt érdemes megjegyezni, hogy a csapágygyártók, mint például a fő hajtórudak, mint például a Federal-Mogul, új technológiákat fejlesztettek ki a bevonatuk érdekében, hogy kezelni tudják az indítás-leállítás rendszerekkel kapcsolatos problémákat, például a gyakran induló csapágyak kopását részben szárazon hogy minden új indításkor ki vannak téve nekik. Erről később lesz szó. Ez a gyakori beindulás pedig a kenőanyag egyik formájából a másikba való átmenethez vezet, és „kevert film kenőanyagként” definiálják.

Kenési rendszerek

A legkorábbi autóipari és motorkerékpár belső égésű motorok, és még a későbbi tervek is csepegtető "kenést" alkalmaztak, amelyben az olaj egyfajta "automata" zsírzóbimbóból került a motorba a gravitáció hatására, és áthaladt vagy kiégett, miután áthaladt rajta. A tervezők ma ezeket a kenőrendszereket, valamint a kétütemű motorok kenőrendszereit, amelyekben az olajat üzemanyaggal keverik, "teljes veszteségű kenőrendszereknek" nevezik. Később ezeket a rendszereket továbbfejlesztették egy olajszivattyú hozzáadásával, amely olajjal látja el a motor belsejét és a (gyakran előforduló) szelepvonatot. Ezeknek a szivattyúrendszereknek azonban semmi közük a későbbi kényszerkenési technológiákhoz, amelyeket ma is használnak. A szivattyúkat kívülről szerelték fel, olajjal táplálva a forgattyúházat, majd fröccsenve elérte a súrlódó részeket. Az összekötő rudak alján lévő speciális pengék olajat permeteztek a forgattyúházba és a hengerblokkba, ennek eredményeként a felesleges olajat mini fürdőkádakba és csatornákba gyűjtötték, és a gravitáció hatására a fő- és hajtórúdcsapágyakba és vezérműtengely csapágyak. Egyfajta átmenet a nyomás alatt kényszerkenésű rendszerekre a Ford Model T motor, amelyben a lendkerék olyan volt, mint egy vízimalom -kerék, amelynek célja az olaj felemelése és a forgattyúházhoz való csövezése (és a sebességváltó megjegyzése), majd az alsó részek főtengelye és a hajtórúd lekaparták az olajat, és olajfürdőt hoztak létre az alkatrészek dörzsölésére. Ez nem volt különösebben nehéz, mivel a vezérműtengely is a forgattyúházban volt, és a szelepek álló helyzetben voltak. Az első világháború és a repülőgépmotorok, amelyek egyszerűen nem működtek ilyen kenőanyaggal, erős lökést adtak ebbe az irányba. Így születtek olyan rendszerek, amelyek belső szivattyúkat és vegyes nyomású és spray -kenést alkalmaztak, amelyeket aztán új és nehezebb terhelésű autómotorokra alkalmaztak.

Ennek a rendszernek a fő alkotóeleme egy motorral hajtott olajszivattyú volt, amely nyomás alatt olajat szivattyúzott csak a fő csapágyakba, míg más részek a permetező kenésre támaszkodtak. Így nem kellett kialakítani azokat a hornyokat a főtengelyben, amelyek a teljesen kényszerített kenéssel rendelkező rendszerek számára szükségesek. Ez utóbbi szükségszerűségként merült fel a sebességet és a terhelést növelő motorok fejlesztésével. Ez azt is jelentette, hogy a csapágyakat nemcsak kenni, hanem hűteni is kellett.

Ezekben a rendszerekben nyomás alatti olajat táplálnak a fő és az alsó hajtórúd csapágyakra (ez utóbbiak a főtengely hornyain keresztül kapják az olajat) és a vezérműtengely csapágyaiba. Ezeknek a rendszereknek a nagy előnye, hogy az olaj gyakorlatilag ezeken a csapágyakon keresztül kering, pl. áthalad rajtuk és belép a forgattyúházba. Így a rendszer sokkal több olajat biztosít, mint amennyi a kenéshez szükséges, ezért intenzíven hűtik őket. Például a 60-as években Harry Ricardo először vezetett be egy olyan szabályt, amely óránként három liter olaj keringetését írta elő, vagyis egy 3 LE-s motor esetében. – XNUMX liter olajkeringés percenként. A mai kerékpárokat többszörösen lemásolják.

Az olaj cirkulációja a kenőrendszerben magában foglalja a karosszéria és a motor mechanizmusába épített csatornák hálózatát, amelyek összetettsége a hengerek számától és helyétől, valamint az időzítő mechanizmustól függ. A motor megbízhatósága és tartóssága érdekében a tervezők a csővezetékek helyett már régóta a csatorna alakú csatornákat részesítik előnyben.

Egy motorral hajtott szivattyú kinyeri az olajat a forgattyúházból, és a házon kívülre szerelt in-line szűrőhöz irányítja. Ezután egy (in-line) vagy egy pár csatornára (boxer vagy V alakú motorokra) van szükség, a motor szinte teljes hosszában meghosszabbítva. Ezután kis keresztirányú hornyok segítségével a fő csapágyakra irányul, belépve a felső csapágyhéj bemenetén keresztül. A csapágy periférikus nyílásán keresztül az olaj egy része egyenletesen oszlik el a csapágyban a hűtés és a kenés érdekében, míg a másik része az alsó hajtórúd csapágyához az ugyanahhoz a réshez csatlakoztatott főtengely ferde furatán keresztül irányul. A felső hajtórúd-csapágy kenése a gyakorlatban nehezebb, ezért a hajtórúd felső része gyakran tartály, amelyet úgy terveztek, hogy a dugattyú alatt olajfröccsenést tároljon. Egyes rendszerekben az olaj magában a hajtórúd furatán keresztül éri el a csapágyat. A dugattyúcsapágyakat viszont permetezni kell.

Hasonló a keringési rendszerhez

Ha vezérműtengelyt vagy lánchajtást szerelnek be a forgattyúházba, ezt a hajtást egyenesen átfolyó olajjal kenik meg, és amikor a tengelyt a fejbe szerelik, a hajtóláncot a hidraulikus hosszabbítórendszer szabályozott olajszivárgása keni. A Ford 1.0 Ecoboost motorban a vezérműtengely hajtószíját is kenik - jelen esetben az olajteknőbe merítve. A kenőolaj vezérműtengely csapágyakba való bejuttatásának módja attól függ, hogy a motor alsó vagy felső tengelye van - az előbbi általában hornyosan kapja azt a főtengely fő csapágyaitól, az utóbbi pedig a fő alsó horonyba csatlakoztatva. vagy közvetve, külön közös csatornával a fejben vagy magában a vezérműtengelyben, és ha két tengely van, akkor ezt meg kell szorozni kettővel.

A tervezők arra törekszenek, hogy olyan rendszereket hozzanak létre, amelyekben a szelepeket pontosan szabályozott áramlási sebességgel kenik, hogy elkerüljék az elárasztást és az olajszivárgást a hengerek szelepvezetőin keresztül. További bonyolultságot ad a hidraulikus felvonók jelenléte. A sziklákat, a szabálytalanságokat olajfürdőben vagy miniatűr fürdőkben történő permetezéssel vagy olyan csatornák segítségével kenik meg, amelyeken keresztül az olaj elhagyja a fő csatornát.

Ami a hengeres falakat és a dugattyúszalagokat illeti, teljesen vagy részlegesen meg vannak kenve olajjal, amely az alsó hajtórúd csapágyaiból kijön és szétterül a forgattyúházban. A rövidebb motorokat úgy tervezték, hogy hengereik több olajat kapjanak ebből a forrásból, mert nagyobb átmérőjűek és közelebb vannak a főtengelyhez. Egyes motorokban a hengerfalak további olajat kapnak a hajtórúd házának egy oldalsó lyukából, amely általában annak az oldalnak az irányába irányul, ahol a dugattyú nagyobb oldalirányú nyomást gyakorol a hengerre (arra, amelyre a dugattyú nyomást gyakorol égés közben üzem közben). ... A V-motoroknál általában a szemközti hengerbe mozgó hajtórúdból olajat fecskendeznek a henger falára úgy, hogy a felső oldala meg legyen kenve, majd az alsó oldalára húzza. Itt kell megjegyezni, hogy a turbófeltöltős motorok esetében az olaj a fő olajcsatornán és a csővezetéken keresztül jut be utóbbiak csapágyába. Gyakran használnak azonban egy második csatornát, amely az olaj áramlását a dugattyúkhoz irányított speciális fúvókákhoz irányítja, amelyek hűtésére vannak kialakítva. Ezekben az esetekben az olajszivattyú sokkal erősebb.

A száraz olajteknő rendszerekben az olajszivattyú külön olajtartályból fogadja az olajat, és ugyanúgy osztja el. A kiegészítő szivattyú szívja ki az olaj / levegő keveréket a forgattyúházból (tehát nagy kapacitásúnak kell lennie), amely az eszközön átáramlik, hogy elválassza az utóbbit, és visszajuttassa a tartályba.

A kenőrendszer tartalmazhat hűtőt az olaj hűtésére a nehezebb motorokban (ez az általános ásványi olajokat használó régebbi motoroknál szokásos gyakorlat volt), vagy a hűtőrendszerhez csatlakoztatott hőcserélőt. Erről később lesz szó.

Olajszivattyúk és nyomáscsökkentő szelepek

Az olajszivattyúk, beleértve a fogaskerékpárt is, rendkívül alkalmasak olajrendszerek működtetésére, ezért széles körben használják kenőrendszerekben, és a legtöbb esetben közvetlenül a főtengelyről hajtják őket. Egy másik lehetőség a forgószivattyúk. A közelmúltban csúszólapátos szivattyúkat is alkalmaznak, beleértve a változtatható lökettérfogatú változatokat is, amelyek optimalizálják a működést és ezáltal teljesítményüket a sebességhez képest és csökkentik az energiafogyasztást.

Az olajrendszerek megengedő szelepeket igényelnek, mert nagy sebességnél az olajszivattyú által szállított mennyiség növekedése nem egyezik meg a csapágyakon áthaladó mennyiséggel. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy ezekben az esetekben erős centrifugális erők alakulnak ki a csapágyolajban, megakadályozva új mennyiségű olaj beszállítását a csapágyba. Ezenkívül a motor alacsony külső hőmérsékleten történő beindítása növeli az olajellenállást a viszkozitás növekedésével és a mechanizmusok visszahatásának csökkenésével, ami gyakran az olajnyomás kritikus értékeihez vezet. A legtöbb sportautó olajnyomásmérőt és olajhőmérsékletmérőt használ.

(követni)

Szöveg: Georgy Kolev